薄荷明明不冷，為什麼會涼颼颼？
― 是分子直接按下了皮膚的「冷覺感應器」
嚼薄荷口香糖時，口腔會感到一陣清涼。但口腔內的溫度其實沒有下降。被騙的不是溫度計，而是你的神經。
為了提神，把薄荷口香糖放進嘴裡。幾秒鐘後，舌頭和喉嚨深處變得涼颼颼的。
這時如果用嘴吸氣，會覺得像吸進了冬天的冷空氣一樣冰涼。喝一口常溫的水，也會覺得像冰箱裡拿出來的水一樣冷。
但口香糖並沒有變冷，還是室溫。那麼，這股「涼意」究竟從何而來？
會涼颼颼，原因只有兩個
神經末梢上有一道小門，遇冷就會打開。腦部只會收到「門打開了」這個訊息，並把它解讀成「好冷」。
薄荷的成分薄荷腦，正好能嵌入這道門。於是即使沒有變冷，門也會打開，大腦就會收到「好冷」的訊息。
換句話說，「感覺到冷」和實際上「真的變冷」，在身體裡其實是兩件不同的事。讓我們依序來看看。
大腦其實不知道實際溫度
我們常以為，皮膚是在「測量」溫度。但事實上，體內並沒有溫度計的刻度。
皮膚和口腔裡，佈滿了細細的神經末梢。它們末端的細胞膜上，有一種由蛋白質組成的小小的門。這道門是帶電粒子的通道，平常是關閉的。
負責感知冷的門，據信在周圍溫度低於約25～28℃時就會開始打開。門一打開，粒子便流入，神經就會產生電訊號。
重點在這裡：大腦收到的並不是「現在幾度」這種數字，而只是「負責冷覺的神經，剛剛發出了訊號」這個訊息。
所以，只要負責的神經發出訊號，不論原因是什麼，大腦都會判斷「好冷」。這就像講電話看不到對方的表情一樣，大腦沒辦法確認訊號真正的來源。
薄荷腦，是這道門的「萬能鑰匙」
薄荷葉裡含有大量薄荷腦這種分子。這個分子的形狀，正好能嵌入冷覺的門。
嵌入薄荷腦的門，會變得更容易打開。原本要冷到27℃左右才會開的門，即使在接近體溫的溫度下也會打開。請看圖1。
左右兩圖中，皮膚溫度都維持在33℃不變。改變的是門打開的條件。薄荷腦並沒有奪走熱量，只是把冷覺的「閾值」往上移動了而已。
吃完薄荷之後喝水，會覺得比平常更冰涼，也是同樣的原因。因為門已經接近打開的狀態，只要稍微降溫，就會發出很大的訊號。吸氣時的「涼颼颼」感，也是空氣讓口腔稍微降溫的效果被誇大傳達的結果。
身體裡除了冷覺的門，還有「熱覺的門」。辣椒的辣味成分，會直接打開這道門。所以吃辣的東西時，不論溫度高低，都會感覺「燙」、「刺痛」。薄荷和辣椒，其實是用同一套機制、往相反方向操作。
炎熱的日子裡使用含薄荷成分的貼片或噴霧，會覺得涼快。但多數情況下只是感覺改變，身體的熱量並沒有大幅減少。若擔心中暑等健康問題，補充水分、到陰涼處或涼爽的房間休息才是優先要做的事。
總結
我們的皮膚裡沒有溫度計，裝的是「一遇冷就打開的門」。大腦只知道這道門有沒有打開。薄荷腦嵌入這道門後，即使沒有變冷，也會把門打開。這就是為什麼薄荷明明不冷，卻會涼颼颼的原因。
薄荷並沒有讓口腔變冷。
它只是把「好冷」的訊息傳給了神經。
辣味的真面目請見〈辣椒的辣味，為什麼用水沖不掉？〉；即使溫度相同、冷的感受卻不同的話題，請見〈為什麼金屬摸起來比木頭冷？〉。
- 準備一杯常溫的水，喝一口，記住它的涼度。
- 嚼薄荷口香糖約1分鐘後吐掉，然後用嘴大口吸氣。
- 再喝一次同一杯水，比較看看是否比剛才感覺更冰涼。
水的溫度其實沒有改變。如果有溫度計，可以在入口前先測量一下水溫。改變的不是水，而是你「冷覺的門」變得更容易打開了。
想了解更多 ― 術語、公式與教科書的連結從國中理科到大學專業科目，會明確標示每段內容的程度
- 國中國中理科會學到的範圍
- 高中高中「生物」「物理」會學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或教科書專欄程度的內容
- 大學高中不會教、屬於大學專業科目（神經科學、生理學）的內容
- 研究連大學都還不會當作「定論」教授、目前研究人員仍在探究中的內容
國中術語：這個現象是有名字的
- 感覺神經：把皮膚或口腔受到的刺激轉換成電訊號、傳送到大腦的神經。
- 受體：接收刺激的蛋白質。本文所說的「門」就是指它。
- 薄荷腦：大量存在於薄荷、胡椒薄荷中的香氣分子。能讓冷覺受體更容易打開。
國中高中用公式驗證：薄荷腦製造出的「表面上的冷」相當於幾℃？
薄荷腦所製造出的冷感，究竟相當於幾℃的降溫呢？我們進一步計算，若真的要降低這麼多溫度，需要奪走多少熱量。
| 用符號表示 | ΔT ＝ T皮 − T開 ／ Q ＝ m × c × ΔT |
| 用文字表示 | 表面上的冷 ＝ 皮膚溫度 − 門打開的溫度。真正要降溫所需的熱量 ＝ 質量 × 比熱 × 溫差 |
| 公式從何而來 | 第一式來自受體的特性：「門是否打開，取決於溫度是否低於閾值」。第二式是國中就學過的熱量公式（熱量進出與溫度變化的關係）。 |
| 符號 | 意義與單位 |
|---|---|
| ΔT | 表面上的冷（℃）。薄荷腦讓身體誤以為「不存在」的溫差 |
| T皮 | 皮膚、口腔表面的溫度（℃） |
| T開 | 冷覺的門開始打開的溫度（℃） |
| Q | 若真的要降溫，所需奪走的熱量（J：焦耳） |
| m | 要降溫部位的質量（g） |
| c | 身體組織的比熱（J／(g・℃)） |
| 皮膚、口腔表面的溫度 | 約為 33℃ |
| 冷覺的門開始打開的溫度 | 約為 25～28℃（此處取 27℃） |
| 要降溫的部位：面積 1cm²、厚度 1mm 的表面層 | 體積 0.1cm³，質量約 0.1g |
| 身體組織的比熱 | 約為 3.5 J／(g・℃) |
| 融化冰塊所需的熱量（熔化熱） | 每1g 約 334 J |
| 表面上的冷 ΔT | 33 − 27 ＝ 6 ℃ |
| 降溫1℃所需的熱量（m × c） | 0.1 × 3.5 ＝ 0.35 J |
| 降溫6℃所需的熱量 Q | 0.35 × 6 ＝ 2.1 J |
| 同樣熱量可融化的冰量 | 2.1 ÷ 334 ≒ 0.0063 g |
| 換算成毫克 | 0.0063 × 1000 ＝ 6.3 mg |
薄荷腦讓身體誤以為「發生了」至少6℃的降溫。若真的要降這麼多溫度，每1cm²需要奪走約2.1J的熱量，相當於當場融化一小片冰塊（約6mg）。而薄荷腦一焦耳的熱量都沒有奪走，卻把同樣的訊息傳到了大腦。
高中高中＋受體與神經的電訊號
高中高中生物課會學到，感覺是依「受器 → 感覺神經 → 大腦」的順序傳遞。受器受到刺激後，細胞膜內外的電位差會改變，一旦超過閾值就會產生動作電位。訊號的強弱不是靠動作電位的大小、而是靠「次數（頻率）」來傳達。
高中＋感覺的種類是由哪條神經興奮來決定，刺激本身的種類並不會傳到大腦。這稱為「特殊感覺能量法則」（繆勒法則）。用力揉眼睛會看到光，也是同樣的道理。
大學TRP離子通道：感知溫度的分子真面目
冷覺之門的真面目，是名為「TRPM8」的離子通道。2002年，兩個研究團隊分別報告，這是一種同時對冷刺激與薄荷腦都會打開的受體。TRPM8具有電位依賴性，據說當溫度下降或薄荷腦與其結合時，會使其開啟電位偏移到生理範圍內。熱覺之門則是「TRPV1」，會被辣椒的辣椒素打開。這些統稱為「TRP離子通道」家族。2021年諾貝爾生理學或醫學獎，即頒給了溫度與觸覺受體的發現。
📖 公式推導及更深入的內容：維基百科「TRPV1」（TRP離子通道家族解說，日文） ／ 諾貝爾獎官網：2021年諾貝爾生理學或醫學獎（溫度與觸覺受體）
研究目前仍未完全釐清的部分
- 究竟是如何因溫度而「打開」的。 薄荷腦嵌入的位置，已透過分子立體結構解析逐漸明朗。但溫度變化究竟是牽動哪個部位而打開這道門，據說目前仍有討論。
- 「舒服的涼意」與「疼痛的冷感」的分界。 同樣是冷，有時是舒服的涼爽感，有時卻是疼痛感。是哪些神經的組合造成這種差異，目前仍在研究中。
- 與偏頭痛的關聯。 有報告指出冷覺受體的基因與偏頭痛易感性有關，但機制尚未明朗。
也就是說，本文的內容也僅是「目前已知範圍內的說明」。門打開的溫度數值，也會因測量方式與動物種類而有所差異。
與教科書的連結（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 對應本文段落 |
|---|---|---|
| 國中 | 理科二年級「刺激與反應」、理科「熱量」 | 感覺神經傳送訊號到大腦／熱量公式 |
| 高中 | 生物「受器與神經」 | 閾值與動作電位 |
| 高中＋ | 生物進階（感覺的性質） | 特殊感覺能量法則 |
| 大學 | 神經科學・生理學 | TRP離子通道（TRPM8・TRPV1） |
| 研究 | 分子生物物理學・疼痛研究 | 因溫度而開啟的機制／冷覺疼痛 |
| ― | 與生活的連結 | 薄荷口香糖、涼感貼片、痠痛貼布的清涼感 |
- McKemy D. D., Neuhausser W. M., Julius D. "Identification of a cold receptor reveals a general role for TRP channels in thermosensation." Nature 416, 52–58 (2002)
- Peier A. M. 等 "A TRP Channel that Senses Cold Stimuli and Menthol." Cell 108, 705–715 (2002)
- 諾貝爾獎官網：2021年諾貝爾生理學或醫學獎（大衛・朱利葉斯、阿登・帕塔普蒂安）
- Yin Y. 等 "Structure of the cold- and menthol-sensing ion channel TRPM8." Science 359, 237–241 (2018)
- 高等學校「生物」教科書（受器與神經系統單元，日本）
※本文為一般大眾取向的科學解說。文中數值僅為理解機制用的參考概算值。薄荷精油（薄荷油等）若未經稀釋直接接觸皮膚或眼睛，會造成強烈刺激，請依產品標示的使用方法使用。